一种脱硫废水蒸发装置的在线密度检测装置的制作方法

1.本实用新型属于脱硫废水处理的技术领域，具体而言，涉及一种脱硫废水蒸发装置的在线密度检测装置。


背景技术：

2.脱硫废水为采用石灰石
‑
石膏湿法脱硫技术的电厂终端废水，是此类电厂实现废水零排放的关键，也是最难处理的废水之一。
3.目前由于脱硫废水水质的特殊性，一般采用多效蒸发浓缩或结晶的方式处理。其中，采用晶种法多效蒸发浓缩技术处理脱硫废水得到越来越多的应用。晶种法的原理是采用晶种(如硫酸钙)作为废水蒸发过程中盐分析出结晶的核，使废水中析出的盐分(主要为硫酸钙)在晶种表面析出，而不在换热管内壁结垢，以此来延缓系统结垢。
4.无论是常规蒸发浓缩或结晶，以及晶种法蒸发浓缩，对每一效的密度及含固量监测都至关重要。尤其是晶种法蒸发浓缩，通过密度及含固量的准确监测可以更好地进行晶种量的控制，从而提高系统的稳定性及可靠性。
5.在蒸发过程中常规的密度检测手段是采用压差密度计，一般布置在分离室底部的竖直管道上。由于测量介质处于高速流动状态(一般2～3m/s)，导致其所测量数据准确度不高。而含固量只能通过测量的密度简单推算或采用取样的方式离线分析。其他形式密度计由于测量管道小，容易发生堵塞，运行一段时间后测量准确的急剧下降，甚至会造成工艺管路的堵塞而影响系统的稳定性。


技术实现要素：

6.鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种脱硫废水蒸发装置的在线密度检测装置以达到适用范围广，并可对管道内浆液实现准确的在线密度测量，同时测量浆液的含固量，具有管道不易堵塞且测量稳定性好的优点。
7.本实用新型所采用的技术方案为：一种脱硫废水蒸发装置的在线密度检测装置，该在线密度检测装置包括：测量旁路和连通于测量旁路上的冲洗管路；
8.所述冲洗管路上设有冲洗隔离阀；
9.所述测量旁路的两端分别通过第一隔离阀和第二隔离阀连通至蒸发母管且两连通点之间存在水位差；
10.其中，测量旁路中至少包括一竖直段，所述竖直段内布置有多个压力表并通过各个压力表进行在线密度检测。
11.进一步地，所述蒸发母管中水流的上游部分和下游部分之间设有循环泵，测量旁路的两端同时连通于上游部分或下游部分，使其能够在测量旁路的两端端口之间形成差压。
12.进一步地，所述蒸发母管中水流的上游部分和下游部分之间设有循环泵，测量旁路的两端分别连通于上游部分和下游部分，以实现在循环泵的进出口前后形成差压。
13.进一步地，所述测量旁路还包括至少一个水平段，所述水平段与蒸发母管的内部连通且水平段连通有所述冲洗管路，且水平段与所述竖直段连通，在竖直段的另一端也通过水平段连接至蒸发母管或直接连接至蒸发母管，以实现完整的测量旁路。
14.进一步地，所述竖直段的上部和下部分别设有上压力表和下压力表，以通过上压力表的压力数据p1和下压力表的压力数据p2计算浆液的密度ρ。
15.进一步地，所述竖直段设有用于观察固液分层界面的透明段，竖直段的中部设有中压力表且中压力表位于固液分层界面的上方；透明段应当位于中压力表与下压力表之间的管道部分，且通过上压力表及中压力表的数据即可计算出上清液的密度ρ'；之后根据浆液中固体晶体的密度即可计算得出浆液中的含固量，将透明段设为有机玻璃视镜；由于采用透明的有机玻璃视镜，可对测量过程进行直观的观察，则可直观的观察出固液分层界面的具体位置，并确认中压力表的安装位置是否合适。
16.进一步地，所述测量旁路的管径远小于蒸发母管的管径；由于测量旁路的管径很小，则系统清洗所需的冲洗水量很小，进入蒸发系统后对系统影响较小，可以忽略不计。
17.本实用新型的有益效果为：
18.1.采用本实用新型所提供的脱硫废水蒸发装置的在线密度检测装置，在蒸发母管上设计测量旁路，通过测量旁路及压差形式对浆液密度进行测量，测量结果为静态数据，准确性高。
19.2.采用本实用新型所提供的脱硫废水蒸发装置的在线密度检测装置，在测量旁路上布置有多处压力表，通过各个压力表的数据可测量浆液密度，待浆液固液分层后，根据上清液密度与浆液的密度数据可计算出浆液的含固量。
20.3.采用本实用新型所提供的脱硫废水蒸发装置的在线密度检测装置，其自带清洗管路，在每次单次测量完成之后，可对测量旁路内的废水进行彻底清洗，以保证测量管路不发生堵塞，适合含固体悬浮颗粒的浆液密度测量，适用于电厂石灰石
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石膏湿法脱硫废水的蒸发浓缩或结晶处理，也能应用于其他蒸发结晶装置管道内浆液的密度及含固量的检测。
附图说明
21.图1是本实用新型所提供的脱硫废水蒸发装置的在线密度检测装置在实施例1中的整体结构示意图；
22.图2是图1的局部放大示意图；
23.图3是本实用新型所提供的脱硫废水蒸发装置的在线密度检测装置在实施例2中的整体结构示意图；
24.图4是图3的局部放大示意图；
25.图5是本实用新型所提供的脱硫废水蒸发装置的在线密度检测装置在实施例3中的整体结构示意图；
26.图6是图5的局部放大示意图；
27.附图中标注如下：
[0028]1‑
循环泵，2
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加热器，3
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分离室，31
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蒸发母管，4
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密度检测装置，41
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测量旁路，42
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冲洗管路，43
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第一隔离阀，44
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第二隔离阀，45
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冲洗隔离阀，46
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上压力表，47
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中压力表，48
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下压力表，49
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固液分层界面。
具体实施方式
[0029]
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0030]
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0031]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0032]
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0033]
在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0034]
在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义；实施例中的附图用以对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0035]
实施例1
[0036]
如图1、图2所示，在脱硫废水蒸发装置中脱硫废水的处理过程为：脱硫废水经循环泵1在蒸发系统中循环，脱硫废水依次经过加热器2和分离室3，废水经闪蒸浓缩后继续通过循环泵1进行循环蒸发，在本实施例中，脱硫废水蒸发装置的处理水量为30t/h，蒸发母管31中循环水量为2000m3/h，蒸发母管31规格为dn600，蒸发系统最大的理论含固量为20％。本实施例所提供的在线密度检测装置4，旨在对蒸发母管31的管道内浆液实现准确的在线密度测量，并同时测量浆液的含固量。
[0037]
在蒸发母管31中水流的上游部和下游部之间设有循环泵1(在本实施例中，蒸发母管31包括竖直段和水平段，在竖直段和水平段的转角处设有循环泵1，且竖直段为上游部，水平段为下游段)，脱硫废水经循环泵1在蒸发系统中循环，将密度检测装置4的两端分别连通至循环泵1的泵前管段和泵后管段，以实现对密度及含固量实现同时在线测量，测量数据准确性好，结构简单，不易堵塞。
[0038]
具体的，密度检测装置4主要包括：测量旁路41、连通于测量旁路41上的冲洗管路
42、第一隔离阀43、第二隔离阀44、冲洗隔离阀45以及布置在测量旁路41上的上压力表46、中压力表47和下压力表48。其中，第一隔离阀43、第二隔离阀44以及冲洗隔离阀45均为自动阀，例如：采用dn50规格，冲洗管路42和冲洗隔离阀45采用dn25规格；基于所测介质的特殊性，上压力表 46、中压力表47以及下压力表48可根据实际要求选用合适的压力表形式，针对脱硫废水，由于腐蚀性很强，此处三个压力表一般均需采用隔膜压力表，且膜片材质选用强耐腐蚀材料，压力表均选用带远传功能，以进行在线测量，在本实施例中，接口规格为dn50，膜片材质为c276。优选的，第一隔离阀43、第二隔离阀44及冲洗隔离阀45均采用气动阀(在实际应用时，也可采用电动阀)，在实际应用时，若是针对其它介质，可相应采用对应的防腐材质及压力表的具体型式。
[0039]
在所述冲洗管路42上设有冲洗隔离阀45，并将所述测量旁路41的一端通过第一隔离阀43连通至蒸发母管31中水流的上游部，另一端通过第二隔离阀 44连通至蒸发母管31中水流的下游部；其中，第一隔离阀43、第二隔离阀44 需尽量靠近蒸发母管31安装，第一隔离阀43与蒸发母管31之间的直段长度 <100mm，第二隔离阀44与蒸发母管31之间的直段长度<100mm；冲洗隔离阀 45则需尽量靠近第一隔离阀43和测量旁路41进行安装，冲洗隔离阀45与第一隔离阀43之间的直段长度<100mm，冲洗隔离阀45与测量旁路41之间的直段长度<100mm；同时，为减少管路，测量旁路41的两端需尽量靠近循环泵1的进出口安装。
[0040]
在测量旁路41中包括一竖直段和一水平段，竖直段长度取600～2500mm(含阀门及管件长度)，水平段长度取600～1500mm(含阀门及管件长度)，水平段与循环泵1的泵前管段连通且水平段连通有所述冲洗管路42，水平段与竖直段连通且竖直段的另一端连通至循环泵1的泵后管段。在所述竖直段内布置有多个压力表，分别为上压力表46、中压力表47和下压力表48并通过各个压力表的测量数据进行在线密度检测。其中，在竖直段设有用于观察固液分层界面49 的透明段，透明段采用有机玻璃视镜，中压力表47应当位于竖直段的中部且中压力表47位于固液分层界面49的上方。
[0041]
上压力表46与下压力表48之间的距离为400～2000mm，下压力表48尽量靠近第二隔离阀44安装，下压力表48与第二隔离阀44之间的直段长度<100mm。
[0042]
中压力表47的安装位置需在固液分层界面49上方，固液分层界面49的具体位置需根据工艺要求确定，例如：根据整个系统最大含固量确定可能出现固液分层的位置，再根据一定的余量进行选取。在本实施例中，测量旁路41总长为1200～4000mm，如蒸发系统最大的理论含固量为20％，则下压力表48与固液分层界面49之间的距离粗略计算为240～800mm，按150mm以上的余量并圆整后相应选取中压力表47与下压力表48的距离为400～1000mm。具体项目情况需根据工艺条件合理选取各压力表的安装位置，以保证固液分层界面49在中压力表47下方100mm以上。
[0043]
其在测量过程中的工作原理如下：
[0044]
通过在竖直段的上部和下部分别设有上压力表46和下压力表48，上压力表 46和下压力表48分别所测量的压力数据p1和p2，即可计算出浆液的密度ρ；
[0045]
再经过一定时间的静置处理，使测量旁路41中的固体颗粒逐渐沉淀到底部，并出现比较明显的固液分层界面49，此时通过上压力表46及中压力表47的数据即可计算出上清液的密度ρ'；之后根据浆液中固体晶体的密度(如脱硫废水固体部分则以十水硫酸钙为主)即可计算得出浆液中的含固量。
[0046]
上述的脱硫废水蒸发装置的在线密度检测装置4，其工作过程如下：
[0047]
s1：正常启动系统，脱硫废水经循环泵1流动在蒸发母管31内，在蒸发母管31上安装所述在线密度检测装置4。
[0048]
s2：先开启第一隔离阀43和第二隔离阀44且关闭冲洗隔离阀45(由于测量旁路41处于蒸发母管31的水流中，废水将迅速充满整个测量旁路41)，待时间t1之后，关闭第一隔离阀43和第二隔离阀44(此时测量旁路41中的液体处于不流动的静止状态)，通过读取所述竖直段内上压力表46的压力数据p1 和下压力表48的压力数据p2以计算浆液的密度ρ。其中，对于时间t1的选取，按流速1m/s粗略计算，废水/浆液充满测量旁路41的时间为1.2s～4s，实际可选取5～10s，以保证测量旁路41被全部充满，并排空之前的冲洗工艺水。
[0049]
s3：待静置时间t2之后，静置时间t2取10～30分钟，竖直段内的固体颗粒沉淀完成并形成固液分层界面49，通过测量竖直段内上压力表46和固液分层界面49上方的中压力表47所测量的压力数据，计算上清液的密度ρ'，根据浆液中固体晶体的密度(如脱硫废水固体部分则以十水硫酸钙为主)即可计算得出浆液中的含固量。具体为：通过浆液密度ρ和上清液密度ρ’的差异，再结合浆液中固体成分的密度ρs即可计算出此时浆液中的含固量，含固量(暂不考虑悬浮物的影响)计算过程为：含固量x＝(ρ
‑
ρ’)/(ρs
‑
ρ’)。
[0050]
s31：根据工艺要求确定固液分层界面49的理论位置(例如：根据整个系统最大含固量确定可能出现固液分层的理论位置)，理论位置根据一定的余量选取固液分层界面49的预设位置，需保证固液分层界面49在中压力表47下方 100mm以上；
[0051]
s32：测量该预设位置处的压力数据，即中压力表47所测量的压力数据。
[0052]
s4：上述步骤s2、s3执行完成后，同步开启第二隔离阀44和冲洗隔离阀 45，采用冲洗水经冲洗管路42对测量旁路41进行冲洗，经过一定时间的冲洗，废水完全被冲至蒸发管路，测量旁路41中全为冲洗工艺水，则测量旁路41完全被冲洗干净后，关闭第二隔离阀44和冲洗隔离阀45，单次测量结束。
[0053]
在对测量旁路41进行冲洗时，应确保冲洗管路42中的压力需大于蒸发母管31的压力，一般需大于0.2mpa，保证清洗水能进入清洗装置进行清洗，而冲洗时间按冲洗水量进行选取，测量旁路41的体积为0.002～0.008m3，冲洗管路 42按1.5m/s的流速计算，冲洗时间需为2.7s～10.8s，取5s～15s；考虑测量前测量旁路41中暂存的冲洗水，则实际冲洗水量为0.004～0.01m3，该水量为蒸发母管31中循环水量的0.0002％～0.0005％，对蒸发系统的影响可忽略不计。
[0054]
s5：按照预设的测量频率重复执行步骤s2至步骤s4；在实际过程中，测量过程通过设定一定的测量频率进行，如每30分钟～1小时进行一次测量，具体频率可根据实际需求调整，在本实施例中，取测量频率按每小时测量一次，测量前由于上一次测量结束后管路进行了冲洗，测量旁路41中充满了冲洗用工艺水。
[0055]
实施例3
[0056]
在本实施例中提供了另一种脱硫废水蒸发装置的在线密度检测装置，其相对于实施例1和实施例2的区别在于：测量旁路的两端同时连通于上游部，测量旁路还包括两个水平段和一个竖直段，其中一水平段与蒸发母管的上游部连通且该水平段连通有所述冲洗管路，且该水平段与所述竖直段连通，在该竖直段的另一端通过另一水平段连接至蒸发母管的上游部。
[0057]
该实施例的在线密度检测装置，其测量过程和测量原理可参照实施例1和实施例2，此处不再赘述。
[0058]
实施例4
[0059]
在本实施例中提供了另一种脱硫废水蒸发装置的在线密度检测装置，其相对于实施例1和实施例2的区别在于：测量旁路的两端同时连通于下游部，测量旁路还包括两个水平段和一个竖直段，其中一水平段与蒸发母管的下游部连通且该水平段连通有所述冲洗管路，且该水平段与所述竖直段连通，在该竖直段的另一端通过另一水平段连接至蒸发母管的下游部。
[0060]
该实施例的在线密度检测装置，其测量过程和测量原理可参照实施例1和实施例2，此处不再赘述。
[0061]
本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。